單片機課程電路實驗仿真系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　單片機課程電路實驗仿真系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　《單片機原理與應(yīng)用》課程對許多專業(yè)來說是一門重要的專業(yè)課。目前，國內(nèi)各高校以MCS-51 單片機（簡稱51 系列）為主要內(nèi)容進行教學。近年來，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，大量高性能、采用新技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)CPU 的面世，給傳統(tǒng)的單片機教學帶來沖擊，對微機教

2、學方法的改進提出了新的建議。本文通過對單片機教學改革的思考，分析單片機實驗教學中存在的弊端，提出了一種新的實驗教學方法，在實踐環(huán)節(jié)中引入Proteus軟件為平臺，設(shè)計一套符合時代需要的實驗系統(tǒng)。全文針對整個實驗系統(tǒng)，首先介紹了作為實驗系統(tǒng)軟件平臺的 Proteus，敘述其功能，分析選擇其作為軟件平臺的可行性和優(yōu)越性。</p><p>　　然后，詳細地介紹實驗各個系統(tǒng)模塊的實驗，并將其分解為一個個獨立的實驗展現(xiàn)出來

3、，實驗難度有淺入深，有常規(guī)經(jīng)典的實驗項目，也有新的、貼近實際應(yīng)用的實驗項目；實驗過程清晰，Proteus 對單片機及單片機外圍電路進行仿真，程序的變化在仿真元件的性質(zhì)變化上得到體現(xiàn)；實驗原理得到詮釋，原理圖設(shè)計公開化，實驗原理容易理解，Proteus 與Keil 的聯(lián)調(diào)將硬件仿真的過程完美展現(xiàn)。該部分一方面是對單片機教學實驗系統(tǒng)的設(shè)計，另一方面是通過各種實驗來驗證Proteus軟件的設(shè)計和仿真性能。然后是對實驗系統(tǒng)進行拓展型實驗的闡述，

4、分析各模塊的移植，羅列部分拓展型實驗項目。最后，對全文進行總結(jié)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：Proteus； 單片機； 實驗系統(tǒng)；仿真</p><p>　　DESIGN OF SIGNLE CHIP COMPUTER COURSE CIRCUIT EXPERIMENT SIMULATION SYSTEM</p><p><b>　　Abstract &l

5、t;/b></p><p>　　Microcomputer’s Principal and Application is an important course for many majors. Now, many colleges in our country adopt MCS-51 series MCU as the teaching content. However, with the develo

6、pment of computer technology, many high capability and OS embedded CPUs have appeared which brings an impact and a challenge for the teaching course of Microcomputer’s Principal and Application. This thesis finished the

7、designing of an experimental system for the course of micro control unit which is multifunc</p><p>　　This paper describes the advantages of this method, and I design a set of Single-chip simulation system, w

8、hich replaced the traditional SCM experimental function. Firstly, software Proteus as a platform is introduced, including the superiority of it, and feasibility of its role as a teaching platform. Then, detailed descript

9、ion of the various experimental modules which are detached from the system is demonstrated. Later, how to make expanded experiments is described. And some programs can be tra</p><p>　　Keywords: Paper；Proteus

10、 ；Single-Chip ；Experimental System；simulation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1緒論1</b>

11、</p><p><b>　　1.1課題背景1</b></p><p>　　1.2技術(shù)概況及發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.3課題解決的問題2</p><p>　　1.4課題的意義2</p><p><b>　　2系統(tǒng)總體設(shè)計3</b></p>&

12、lt;p>　　2.1系統(tǒng)設(shè)計目的3</p><p>　　2.2單片機特點3</p><p>　　2.2.1系統(tǒng)可編程特性3</p><p>　　2.2.2代碼全速仿真3</p><p>　　2.2.3資源的可重復利用性3</p><p>　　2.2.4軟硬結(jié)合，操作簡單方便3</p>&

13、lt;p>　　2.3系統(tǒng)總體組成4</p><p>　　2.4實驗系統(tǒng)的功能特點4</p><p>　　2.5本課題研究重點4</p><p>　　2.5.1電路圖仿真部分5</p><p>　　2.5.2程序編譯部分5</p><p><b>　　3開發(fā)工具介紹6</b><

14、;/p><p>　　3.1 Proteus軟件6</p><p>　　3.1.1 Proteus軟件工作過程6</p><p>　　3.1.2 Proteus軟件所提供的調(diào)試手段7</p><p>　　3.1.3 Proteus ISIS 原理圖設(shè)計7</p><p>　　3.1.4 Proteus ISIS 軟件

15、界面介紹8</p><p>　　3.2 Keil C51 uVision4軟件介紹9</p><p>　　3.3 Proteus 與Keil的連接9</p><p>　　4硬件電路詳細設(shè)計15</p><p>　　4.1整體框圖設(shè)計15</p><p>　　4.2電路各模塊詳細設(shè)計15</p>

16、<p>　　4.2.1主芯片AT89C5115</p><p>　　4.2.2 8位發(fā)光二極管17</p><p>　　4.2.3 4×4 矩陣式鍵盤19</p><p>　　4.2.4 A/D轉(zhuǎn)換電路20</p><p>　　4.2.5 D/A轉(zhuǎn)換電路23</p><p>　　5電路仿

17、真分析報告25</p><p>　　5.1 8位發(fā)光二極管25</p><p>　　5.1.2流水燈實驗25</p><p>　　5.1.2外部中斷實驗26</p><p>　　5.2 4×4矩陣式鍵盤27</p><p>　　5.3 A/D轉(zhuǎn)換電路28</p><p>　

18、　5.4 D/A轉(zhuǎn)換電路29</p><p><b>　　6總結(jié)30</b></p><p><b>　　參考文獻32</b></p><p><b>　　致謝33</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><

19、p><b>　　1.1課題背景</b></p><p>　　1970 年微處理器研制成功之后，隨著就出現(xiàn)了單片機（即單片的微型計算機）。1971 年美國的INTEL 公司生產(chǎn)的4 位單片機4004 和1972 年生產(chǎn)的雛形8 位單片機8008，特別是1976 年9 月INTEL 公司的MCS-48 單片機問世以來，在短短的十幾年間，經(jīng)歷了多次更新?lián)Q代，其發(fā)展速度大約每兩、三年要更新一代

20、，集成度增加一倍，功能翻一番。單片機發(fā)展速度之快、應(yīng)用范圍之廣已達到了驚人的地步，它已滲透到生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域，應(yīng)用非常廣泛[2]。單片機的設(shè)計開發(fā)具有廣闊的前景，估計近10年內(nèi)8位的單片機將仍是主流機型，其設(shè)計也是嵌入式產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)。所以，單片機的學習十分必要[2]。</p><p>　　傳統(tǒng)的單片機教學實驗中，采用硬件仿真器、實驗箱或?qū)嶒灠?，需采購大量的、昂貴的硬件設(shè)備，而且設(shè)備維護工作量也非常大。由于單

21、片機應(yīng)用技術(shù)涉及到數(shù)字電子、模擬電子、計算機甚至通信等多學科的知識，實踐性又很強，在教學實驗過程中必須軟件硬件結(jié)合，也就是將單片機程序和外圍電路相結(jié)合，若用實驗箱則費用高，又不能充分利用，若用實驗板則開發(fā)周期長，方案變更困難。 </p><p>　　單片機應(yīng)用技術(shù)所涉及到的實驗實踐環(huán)節(jié)比較多，而且硬件投入比較大。在具體的工程實踐中，如果因為方案有誤而進行相應(yīng)的開發(fā)設(shè)計，會浪費較多的時間和經(jīng)費。</p>

22、<p>　　這里我們利用Proteus仿真軟件，設(shè)計了純軟件的單片機虛擬實驗系統(tǒng),既可調(diào)試單片機程序，也可仿真單片機外圍器件的工作情況；既能充分利用學校計算機房現(xiàn)有計算機，減少硬件設(shè)備的維護工作量，還可為學生提供豐富的實驗內(nèi)容。</p><p>　　1.2技術(shù)概況及發(fā)展趨勢</p><p>　　目前，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地滲透到科學研究、工程設(shè)計、軍事技術(shù)、各類產(chǎn)業(yè)和商業(yè)文化藝

23、術(shù)以及人們的日常生活等方方面面中。由于社會對掌握嵌入式技術(shù)人才的大量需求，使得嵌入式軟硬件工程師成為未來幾年內(nèi)最為熱門的職業(yè)之一，相當一部分高校已開設(shè)嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)課程。 </p><p>　　嵌入式系統(tǒng)是理論與實踐結(jié)合密切的課程。但對于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的愛好者而言，往往沒有足夠的資金購買昂貴的開發(fā)板來進行開發(fā)，這時可以選擇通過軟件仿真來學習嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。Proteus是目前最好的能夠虛擬嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中常用的

24、處理器和外圍器件的EDA工具。</p><p>　　Proteus與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機CPU的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器和存儲器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結(jié)果。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。</

25、p><p>　　1.3課題解決的問題</p><p>　　以Proteus為軟件平臺，設(shè)計制作一套51系列單片機實驗系統(tǒng)。工作分為兩部分：一，對Proteus軟件進行測試，設(shè)計各種實驗驗證其性能；二，設(shè)計開發(fā)單片機實驗系統(tǒng)，并以實驗系統(tǒng)為基礎(chǔ)，學生可開發(fā)設(shè)計新的作品。</p><p>　　課題的核心是在Proteus平臺上設(shè)計一套51系列單片機實驗系統(tǒng)。板上集成LED模

26、塊、蜂鳴器模塊、LCD模塊、A/D模塊、數(shù)碼顯示模塊、串口通信模塊、鍵盤模塊等。實驗包括I/O口設(shè)計、中斷系統(tǒng)應(yīng)用、串口通信系統(tǒng)的應(yīng)用等。實驗的難度從易到難，學生容易上手，并能對較復雜的項目有很直觀的認識。以Proteus強大功能為支持，設(shè)計出的實驗系統(tǒng)不僅具有一般硬件實物板的一切功能，而且具有很好的開發(fā)性實驗功能，學生可以在實驗系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計出自己的電子產(chǎn)品[3]。</p><p><b>　　1.

27、4課題的意義</b></p><p>　　單片機技術(shù)是現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域一門迅速發(fā)展的技術(shù)，應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)中。單片機技術(shù)的發(fā)展和推廣極大地推動了電子工業(yè)的發(fā)展，其在教學和產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)推廣仍然是當今業(yè)界的一個熱點。單片機技術(shù)是現(xiàn)代電子工業(yè)中不可缺少的一項技術(shù)，掌握單片機技術(shù)是機械電子類專業(yè)學生就業(yè)的一個基本條件。</p><p>　　由于現(xiàn)代科技的發(fā)展，單片機促進了計算機技術(shù)

28、在軟件和硬件上的飛速發(fā)展，利用計算機軟件的仿真技術(shù)，可以充分地仿真諸如電路的工作等實際的工程問題。</p><p>　　本課題充分利用了Proteus軟件的功能，對各個電路部分進行仿真。為進行一些簡單的單片機實驗構(gòu)建一個虛擬硬件環(huán)境。</p><p><b>　　2系統(tǒng)總體設(shè)計</b></p><p>　　本章在通過對系統(tǒng)需求進行詳細分析的基礎(chǔ)

29、上，綜合考慮各種設(shè)計因素，選擇了一種切實可行的方案。在設(shè)計方案確定后，闡述了系統(tǒng)的總體設(shè)計并對系統(tǒng)組成的各個功能模塊進行介紹。</p><p><b>　　2.1系統(tǒng)設(shè)計目的</b></p><p>　　隨著科教事業(yè)的不斷發(fā)展，高校對單片機教學的要求越來越高，而過去的單片機實驗教學存在著不可避免的弊端，為了讓學生能更深刻地理解單片機的結(jié)構(gòu)，能夠更靈活自主地設(shè)計自己的單

30、片機設(shè)計，我們提出了一種新的實驗教學方法，即在實踐環(huán)節(jié)中引入EDA 技術(shù)，提出了先在軟件環(huán)境中對元器件和系統(tǒng)進行建模，然后仿真，最后在硬件電路中進行調(diào)試的新方法。Proteus 正是這樣一款順應(yīng)時代需求的EDA 軟件。本文以Proteus 為平臺，設(shè)計一套單片機學習系統(tǒng)以達到時代對單片機教學的要求。</p><p><b>　　2.2單片機特點</b></p><p>

31、;　　2.2.1系統(tǒng)可編程特性</p><p>　　首開用單片機學習開發(fā)系統(tǒng)，可方便地在系統(tǒng)實現(xiàn)程序下載，實時修改程序的不足之處，并立即從目標系統(tǒng)中反映出修改的結(jié)果，大大縮短單片機學習開發(fā)的周期，提高效率。</p><p>　　2.2.2代碼全速仿真</p><p>　　彌補傳統(tǒng)學習系統(tǒng)不能全速仿真的缺陷，使系統(tǒng)運行的結(jié)果完全反映代碼的執(zhí)行情況，更切實地吻合教學儀器

32、的特點。其次，在軟件開發(fā)前的仿真調(diào)試后，完全可燒寫入目標芯片，并能獲得完全一致的代碼執(zhí)行結(jié)果。是集學習、開發(fā)于一身的優(yōu)良的目標系統(tǒng)。</p><p>　　2.2.3資源的可重復利用性</p><p>　　目標系統(tǒng)上的所有資源均能重復利用并能通過軟件調(diào)配或通過擴展槽增加其它的功能提高系統(tǒng)的實用性。</p><p>　　2.2.4軟硬結(jié)合，操作簡單方便</p>

33、;<p>　　我們不僅提供豐富的硬件資源，也提供良好的上位機控制軟件，只要通過軟件的功能操作就能實現(xiàn)：源代碼的調(diào)試編譯，查找與修改錯誤之處，在線代碼下載等功能，使單片機的學習與開發(fā)一體化、集成化，更進一步體現(xiàn)系統(tǒng)學習的優(yōu)越性。</p><p>　　伴隨著計算機軟件和硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，在各個領(lǐng)域都出現(xiàn)了各種仿真系統(tǒng)，為各種實際系統(tǒng)的開發(fā)提供了準確可靠的保證，同時節(jié)約了大量的人力和物力。目前單片機的課

34、程除了主要開設(shè)8051系列單片機課程之外，還開設(shè)AVR系列、PIC等系列的選修課。為了保證相應(yīng)實驗的開設(shè)，必須要有配套的實驗系統(tǒng)。如果要保證一定的實驗硬件設(shè)備套數(shù)，將是一筆更大的開支。所以在目前經(jīng)費非常緊張的情況下，根據(jù)經(jīng)驗，引入單片機軟件仿真系統(tǒng)(Proteus,Keil)等軟件，就可以大大減少硬件設(shè)備的采購，同時降低對硬件設(shè)備進行維護的工作量。</p><p>　　這里我們利用Proteus仿真軟件，設(shè)計了純

35、軟件的單片機虛擬實驗系統(tǒng),既可調(diào)試單片機程序，也可仿真單片機外圍器件的工作情況；既能充分利用學校計算機房現(xiàn)有計算機，減少硬件設(shè)備的維護工作量，還可為學生提供豐富的實驗內(nèi)容[4]。</p><p><b>　　2.3系統(tǒng)總體組成</b></p><p>　　由于 Proteus 強大的交互可視功能，本系統(tǒng)的實驗相對于一般的實物板功能更強大，實驗項目更復雜，實驗項目更豐富

36、，且更容易進行開放性實驗。</p><p>　　該系統(tǒng)主要包括4X4鍵盤顯示、8位發(fā)光二極管流水燈顯示、A/D以及D/A轉(zhuǎn)換4個模塊，所有電路都是圍繞主芯片AT89C51來完成的。下圖為作者設(shè)計的電路的整體框圖，如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)電路圖</p><p>　　2.4實驗系統(tǒng)的功能特點</p><p>　　1)實

37、驗過程和結(jié)果清晰可見，單片機的工作過程最大程度的得到體現(xiàn)；</p><p>　　2)實驗系統(tǒng)軟硬件資源全面對用戶開放；</p><p>　　3)學生可在實驗過程中可以靈活設(shè)計實驗線路；</p><p>　　4)實驗?zāi)K可以靈活組合，構(gòu)成靈活的綜合性、設(shè)計性實驗；</p><p>　　5)以 Windows 下的Proteus與Keil 為實驗

38、平臺，學習難度降低。</p><p>　　2.5本課題研究重點</p><p>　　本課題主要研究的是基于PROTEUS的單片機虛擬實驗系統(tǒng)的設(shè)計，設(shè)計一個51系列單片機虛擬實驗系統(tǒng)的硬件環(huán)境，具備鍵盤、顯示、A/D、D/A等人機通道、前向通道、后向通道，設(shè)計用該虛擬實驗系統(tǒng)可以完成的單片機實驗。</p><p>　　2.5.1電路圖仿真部分</p>

39、<p>　　電路圖仿真部分主要通過Proteus實現(xiàn)，Proteus與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機CPU的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器和存儲器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結(jié)果。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。采用Proteus仿真

40、軟件進行虛擬單片機實驗，具有比較明顯的優(yōu)勢，如涉及到的實驗實習內(nèi)容全面、硬件投入少、學生可自行實驗、實驗過程中損耗小、與工程實踐最為接近等。</p><p>　　2.5.2程序編譯部分</p><p>　　Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編

41、語言后再使用C語言來開發(fā)，體會更加深刻。</p><p>　　編譯部分主要通過Keil C51 uVision4來編譯，Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。</p>&

42、lt;p><b>　　3開發(fā)工具介紹</b></p><p>　　3.1 Proteus軟件</p><p>　　Proteus 軟件是由英國Lab Center Electronics 公司開發(fā)的EDA 工具軟件。Proteus軟件已有近20 年的歷史，在全球已得到廣泛使用。Proteus 軟件集成了高級原理布圖、混合模式SPICE 電路仿真、PCB 設(shè)計以及

43、自動布線來實現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計系統(tǒng)。如圖3-1 所示，Proteus 是一個完整的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件平臺。 </p><p>　　圖3-1 Proteus軟件工作模塊</p><p>　　Proteus與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機CPU的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器

44、和存儲器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結(jié)果。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。</p><p>　　Proteus運行對硬件的要求：Proteus對PC的配置要求不高，對于一般性的小型實驗只需要主頻1.2GHz 的CPU，256M內(nèi)存即可。但當仿真的元件較多，設(shè)計規(guī)模較大時，比如本文設(shè)計的實驗系統(tǒng)，需要主頻2.0GHz 以上的CPU，512

45、M內(nèi)存的PC才能很好地仿真，否則，系統(tǒng)運行速度較慢。對于PC技術(shù)的發(fā)展，這一配置只是4 年前的主流配置，所以學校建立仿真實驗室時在PC的選擇上不存在問題[5]。</p><p>　　3.1.1 Proteus軟件工作過程</p><p>　　運行Proteus的ISIS程序后，進入該仿真軟件的主界面。在工作前，要設(shè)置view菜單下的捕捉對齊和system下的顏色、圖形界面大小等項目。通過工

46、具欄中的p(從庫中選擇元件命令)命令，在pick devices窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對位置，元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線，編寫程序；在source菜單Define code generationtools菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴展名等項目；在source菜單的Add/remove source files命令下，加入單片機硬件電路的對應(yīng)程序；通過de

47、bug菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的運行情況。</p><p>　　3.1.2 Proteus軟件所提供的調(diào)試手段</p><p>　　Proteus提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。</p><p>　　對于單片機硬件電路和軟件的調(diào)試，Proteus 提供了兩種方法：一種是系統(tǒng)總體執(zhí)行效果，一種是對軟件的分步調(diào)試

48、以看具體的執(zhí)行情況。</p><p>　　對于總體執(zhí)行效果的調(diào)試方法，只需要執(zhí)行debug菜單下的execute菜單項或F12快捷鍵啟動執(zhí)行，用debug菜單下的pause animation菜單項或pause鍵暫停系統(tǒng)的運行；或用debug菜單下的stop animation 菜單項或shift-break組合鍵停止系統(tǒng)的運行。其運行方式也可以選擇工具欄中的相應(yīng)工具進行。</

49、p><p>　　對于軟件的分步調(diào)試，應(yīng)先執(zhí)行debug菜單下的start/restart debugging 菜單項命令，此時可以選擇step over、step into和step out命令執(zhí)行程序(可以用快捷鍵F10、F11和ctrl+F11)，執(zhí)行的效果是單句執(zhí)行、進入子程序執(zhí)行和跳出子程序執(zhí)行。在執(zhí)行了start / restart

50、60;debuging命令后，在debug菜單的下面要出現(xiàn)仿真中所涉及到的軟件列表和單片機的系統(tǒng)資源等，可供調(diào)試時分析和查看[6]。</p><p>　　3.1.3 Proteus ISIS 原理圖設(shè)計</p><p>　　ISIS具有智能原理圖輸出流程：</p><p>　　1)設(shè)置編輯環(huán)境：用戶可以可自定義圖形外觀，包括線寬、填充類型、字符等；</p>

51、;<p>　　2)原理圖連線：點擊元件引腳或者先前連好的線，就能實現(xiàn)連線；也可使用自；</p><p><b>　　動連線工具連線；</b></p><p>　　3)建立網(wǎng)絡(luò)表：網(wǎng)絡(luò)表是電路板與電路原理圖之間的紐帶。建立的網(wǎng)表用于</p><p><b>　　PCB制板；</b></p><

52、;p>　　4)報表輸出：材料報表、ERC 報表等。</p><p>　　圖 3-2 是ISIS原理圖輸出的流程圖，由此可見ISIS設(shè)計的智能性和人性化使原理圖的設(shè)計簡明高效。 </p><p>　　圖3-2 Proteus ISIS原理圖</p><p>　　圖 3-2 ISIS 原理輸出流程圖</p><p>　　3.1.4 Prot

53、eus ISIS 軟件界面介紹</p><p>　　Proteus的工作界面是一種標準的Windows界面，如圖3-3所示。包括：標題欄、主菜單、標準工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預(yù)覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。</p><p>　　圖 3-3 Proteus ISIS的工作界面</p><p>　　3.2 Keil

54、C51 uVision4軟件介紹</p><p>　　Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。</p><p>　　該軟件支持眾多不同公司的MCS51架構(gòu)的芯片，

55、集編輯、編譯和程序仿真等于一體，同時還支持PLM、匯編和C語言的程序設(shè)計。它的界面友好易學，在調(diào)試程序、軟件仿真方面有很強大的功能，并且通過設(shè)置可與ISIS聯(lián)機調(diào)試單片機系統(tǒng)。</p><p>　　C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，所示，其中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。以下我們也簡單介紹一下在K

56、eil中調(diào)用Proteus進行MCU外圍器件的仿真[7]。</p><p>　　3.3 Proteus 與Keil的連接</p><p>　　Proteus 軟件包括匯編語言編譯系統(tǒng)，可以在軟件平臺上對單片機進行可視化調(diào)試。但是，現(xiàn)在的大部分的單片機研發(fā)人員都用C 語言對單片機進行編程控制。應(yīng)用TCP/IP 協(xié)議，Proteus 與Keil 的聯(lián)調(diào)很好地解決了Proteus 自帶的編譯系統(tǒng)

57、無法對C 語言進行編譯的問題。其中，Keil 是目前世界上最好的51 單片機的C語言的開發(fā)工具。以下是如何將C 語言的開發(fā)環(huán)境移植到Proteus 的設(shè)計中的方法：</p><p>　　首先，下載安裝這兩個軟件。</p><p>　　第二步，安裝完畢，把 Proteus7 Professional\MODELS\目錄下的 VDM51.dll 文件復制到 Keil\C51\BIN 文件夾下。

58、</p><p>　　第三步，用文本編譯器打開 Keil 根目錄下的 TOOLS.INI 文件，在[C51] 欄目下加入 TDRV3=BIN\VDM51.DLL ("Proteus VSM Monitor-51 Driver" ) ，其中“TDRV3” 中的 “3”要根據(jù)實際情況寫，不要和原來的重復。</p><p>　　第四步，Keil 的設(shè)置。在Keil 中打開一個

59、項目，在"option for target"中的Debug標簽中選中 " Proteus VSM Monitor-51 Driver" 。再點擊"Setting"設(shè)置通信接口，在Host 后面添上"127.0.0.1"，如果你是用的不是同一臺電腦，在這里添上另一臺電腦的IP 地址(另一臺電腦已安裝Proteus)， 在 Port 后面添上"800

60、0"，點擊"OK"按鈕即可等待編譯工程。</p><p>　　第五步，Proteus 的設(shè)置。運行Proteus 的ISIS，鼠標左鍵點擊菜單"DEBUG"，選中"use remote debug monitor"。按Ctrl+F5 進入調(diào)試界面或者點擊工具欄的調(diào)試按鈕。</p><p>　　連接成功以后，在 Keil

61、調(diào)試程序，單步、全速調(diào)試，設(shè)置斷點，觀察變量的值等，而Proteus 界面中電路開始運行，各種仿真元件的電器性質(zhì)發(fā)生變化；當Proteus做硬件方面的模擬，如按按鍵、改變可調(diào)電阻的阻值等時，Keil 中的調(diào)試窗口中監(jiān)控的寄存器也會有相應(yīng)的變化。如果程序錯誤，設(shè)計人員很容易發(fā)現(xiàn)出錯的代碼段；并且，學生也可以很清晰地觀察到每句程序?qū)纹瑱C電路的控制。</p><p>　　我們能過一個例子來看如何在Keil中設(shè)置調(diào)試選

62、項，并演示Proteus與Keil協(xié)同工作完成一個虛擬硬件仿真工作。</p><p>　　1)先建立一個工程目錄，在這里取名New project，然后運行Keil并在此目錄建立一個名為New project程，如下圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4建立工程界面</p><p>　　2)這時會彈出一個對話框,要求你選擇單片機的型號,你可以根據(jù)你使用的單片機

63、來選擇,keil c51 幾乎支持所有的51系列的單片機,我這里還是以大家用的比較多的Atmel 的89C51 來說明,如下圖所示,選擇89C51 之后,右邊欄是對這個單片機的基本的說明，然后點擊確定。如下圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5 選擇89C51界面</p><p>　　3)完成上一步驟后，屏幕如下圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6 完

64、成進入C51界面</p><p>　　4)然后右鍵SourceGroup1,選擇加入文件選項。如下圖3-7所示。</p><p>　　圖3-7 添加程序界面</p><p>　　5)然后加所要用到的程序添加進來，然后點擊編譯鏈接。完成之后我們就可以進行DEBUG選項并開始虛擬硬件仿真了。右鍵Target1,選擇Option for Target‘ Target1’，

65、如下圖3-7所示。</p><p>　　圖3-8 準備設(shè)置Target1界面</p><p>　　在打開的選項對話筐中選擇Debug選項卡，如下圖3-9所示。</p><p>　　圖3-9 設(shè)置Debug界面</p><p>　　6)點擊開始->程序->Proteus7->ISIS7，運行Proteus軟件，然后在PROTE

66、US環(huán)境中選擇Debug->Use Remote Debug Monitor如下圖3-10所示。</p><p>　　圖3-10進入Proteus界面</p><p>　　這樣所有的連接就設(shè)好了，就可以進行仿真工作了。</p><p><b>　　4硬件電路詳細設(shè)計</b></p><p><b>　　4

67、.1整體框圖設(shè)計</b></p><p>　　我們所設(shè)計的電路是圍繞芯片AT89C51來設(shè)計的，下圖為在Proteus中的電路總圖設(shè)計，如圖4-1所示。下一節(jié)我們將重點介紹各電路模塊的設(shè)計。</p><p>　　圖4-1 電路總設(shè)計圖</p><p>　　4.2電路各模塊詳細設(shè)計</p><p>　　4.2.1主芯片AT89C51

68、</p><p>　　本設(shè)計主要是圍繞芯片AT89C51來設(shè)計的，下圖為芯片AT89C51引腳的具體說明，如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 AT89C51芯片</p><p>　　1）AT89C51介紹</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmabl

69、e and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多 功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。<

70、/p><p>　　2）AT89C51管腳說明 </p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個8位開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外

71、部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作 輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P

72、1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻 拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存 儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對

73、外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器 的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 </p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 </p><p>

74、　　RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。</p><p>　　ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器 時，將跳過一個ALE

75、脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 </p><p>　　PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。</p><p>　

76、　EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時， /EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自

77、反向振蕩器的輸出。</p><p>　　4.2.2 8位發(fā)光二極管</p><p>　　以AT89C51為主芯片設(shè)計的一個8位發(fā)光二極管以流水燈的形式顯示的基本電路,首先,7個發(fā)光二極管的輸入端是和AT89C51的P1口從P1.0到P1.7端相接,形成7個輸入端口,其次,在發(fā)光二極管和主芯片之間串聯(lián)一個150的電阻,是用來防止發(fā)光二極管在電壓過大的情況下燒壞的,然后在發(fā)光二極管的另一端接的

78、是高電平VCC,這樣就形成了7個閉合回路。跑馬燈實驗看似簡單，但其包含了單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計和 I/O 口的控制，是單片機學習的入門級實驗[8]。如下圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 8位發(fā)光二極管電路</p><p><b>　　1）電路接法</b></p><p>　　8位發(fā)光二極管一端接的是Vcc，其次在另一端接的是AT89C

79、V52的P1口，然后在二極管和P1之間串聯(lián)一個電阻，如果Vcc為5V，而流過二極管的電流為3mA，設(shè)我用的二極管為硅管，所以我選用的電阻為150。</p><p>　　2）8位發(fā)光二極管原理</p><p>　　因為二極管左邊接的是Vcc作為高電平，所以如果要二極管亮的話P1口必須輸入低電平，就一條通路而言，在P1.0輸入低電平后，D1導通，所以D1就亮了，然后在后面加上延遲，也就是亮的時

80、間后再輸入P1.1口為低電平，D2二極管就發(fā)亮，同理而言，就實現(xiàn)了流水燈的實驗。</p><p><b>　　3）外部中斷實驗</b></p><p>　　一般的單片機觸發(fā)方式有兩種：低電平觸發(fā)IT0=0（或中斷1的IT1=0）和下降沿觸發(fā)IT1=1。IT0或IT1不設(shè)置也行，默認為0即低電平觸發(fā)，只要中斷IO管腳輸入電平為0，即低電平觸發(fā)進入中斷，但前提是EA=1而

81、且ET0=1（EA為打開總中斷，ET0是允許進入中斷函數(shù)），這個時候會停止主函數(shù)，轉(zhuǎn)而進入中斷函數(shù)處理，處理完中斷函數(shù)后返回原來停止的地址繼續(xù)執(zhí)行主函數(shù)。原理圖如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4 外部中斷實驗原理圖</p><p>　　4.2.3 4×4 矩陣式鍵盤</p><p>　　鍵盤電路是用AT89S51 的并行口P3 接4×

82、4 矩陣鍵盤，以P3.0－P3.3作輸入線，以P3.4－P3.7作輸出線；數(shù)碼管的a,b,c,d,e,f,g 7個端口分別連接主芯片AT89C51的P2.0到P2.6端口,在數(shù)碼管上顯示每個按鍵的“0－F”序號。如下圖4-5 所示。</p><p>　　圖4-5 鍵盤顯示電路</p><p><b>　　1）接口說明</b></p><p>　

83、　接口P3.0控制0號,1號,2號,3號開關(guān)；</p><p>　　接口P3.1控制4號,5號,6號,7號開關(guān)；</p><p>　　接口P3.2控制8號,9號,A號,B號開關(guān)；</p><p>　　接口P3.3控制C號,D號，E號，F(xiàn)號開關(guān)；</p><p>　　P3.4－P3.7則為輸出。</p><p>　　當按

84、下0號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘0111111’；</p><p>　　當按下1號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘1111001’；</p><p>　　當按下2號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘0110111’；</p><p>　　當按下3號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘1001111’；</p><p>　　當按下4號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘1100110’；</

85、p><p>　　當按下5號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘1101101’；</p><p>　　當按下6號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘1111101’；</p><p>　　當按下7號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘0000111’；</p><p>　　當按下8號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘1111111’；</p><p>　　當按下9號開關(guān)時，數(shù)

86、碼管顯示為‘1101111’；</p><p>　　當按下A號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘1110111’；</p><p>　　當按下B號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘1111100’；</p><p>　　當按下C號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘0111001’；</p><p>　　當按下D號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘1011110’；</p>&

87、lt;p>　　當按下E號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘1111001’；</p><p>　　當按下F號開關(guān)時，數(shù)碼管顯示為‘1110001’。</p><p>　　2）4×4 矩陣鍵盤工作原理</p><p>　　矩陣鍵盤又稱為行列式鍵盤，它是用4條I/O線作為行線，4條I/O線作為列線組成的鍵盤。在行線和列線的每一個交叉點上，設(shè)置一個按鍵。這樣鍵盤中按鍵

88、的個數(shù)是4×4個。這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能夠有效地提高單片機系統(tǒng)中I/O口的利用率。</p><p>　　4.2.4 A/D轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　A/D 轉(zhuǎn)換器（ADC）的作用就是把模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，以便于計算機進行處理。隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，A/D 轉(zhuǎn)換器的新設(shè)計思想和制造技術(shù)層出不窮。為滿足各種不同的檢測及控制任務(wù)，大量結(jié)構(gòu)不同、性能各異的A/D 轉(zhuǎn)換芯片

89、應(yīng)運而生。根據(jù)A/D 轉(zhuǎn)換器的原理可將A/D 轉(zhuǎn)換器分成兩大類：一類是直接型A/D 轉(zhuǎn)換器，另一類是間接型A/D 轉(zhuǎn)換器。在直接型A/D 轉(zhuǎn)換器中，輸入的模擬電壓被直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼，不經(jīng)任何中間變量；在間接型A/D 轉(zhuǎn)換器中，首先把輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成某種中間變量（時間、頻率、脈沖寬度等等），然后再把這個中間變量轉(zhuǎn)換為數(shù)字代碼輸出。盡管 A/D 轉(zhuǎn)換器的種類很多，但目前應(yīng)用于教學的主要有以下幾種類型：逐次逼近式轉(zhuǎn)換器、雙積分式轉(zhuǎn)換器和

90、V/F 轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　本實驗使用逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，它在精度、速度和價格上都適中，是最常用的A/D 轉(zhuǎn)換器[9]。</p><p>　　實驗?zāi)康模赫莆?MCS-51 與A/D 轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計與應(yīng)用。</p><p>　　實驗的功能：將 ADC0808 采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換生成數(shù)字信號，將數(shù)字信號發(fā)送給單片機，并將該信號的數(shù)值在數(shù)碼管上顯示出來

91、。</p><p>　　1) ADC0808芯片</p><p>　　ADC0808 是帶有8 位A/D 轉(zhuǎn)換器、8 路多路開關(guān)、及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS 器件。它是逐次逼近式A/D 轉(zhuǎn)換器，可以和單片機直接連接。</p><p>　　ADC0808 由一個8 路模擬開關(guān)、一個地址鎖存器、一個A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)緩沖器組成。多路開關(guān)可選通8 個模擬通道

92、，允許8 路模擬量分時輸入，公用A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖存器用于鎖存A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。ADC0808 引腳圖如圖4-6 所示。</p><p><b>　　·</b></p><p>　　圖4-6 ADC0808 引腳圖</p><p>　　ADC0808模數(shù)

93、轉(zhuǎn)換器的引腳功能:</p><p>　　IN0～IN7: 8路模擬量輸入。</p><p>　　OUT1-OUT8：8位數(shù)字量輸出端口。</p><p>　　ADD A、ADD B、ADD C: 3位地址輸入，2個地址輸入端的不同組合選擇八路模擬量輸入。</p><p>　　ALE:地址鎖存啟動信號,在ALE的上升沿,將A、B、C上的通道地址

94、鎖存到內(nèi)部的地址鎖存器。</p><p>　　OE:允許輸出信號。當OE=1時，即為高電平，允許輸出鎖存器輸出數(shù)據(jù)。</p><p>　　START:啟動信號輸入端，START為正脈沖，其上升沿清除ADC0808的內(nèi)部的各寄存器，其下降沿啟動A/D開始轉(zhuǎn)換。</p><p>　　EOC:轉(zhuǎn)換完成信號，當EOC上升為高電平時，表明內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換已完成。OE端的電平由低

95、變高，打開三態(tài)輸出鎖存器，將轉(zhuǎn)換的結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。</p><p>　　CLOCK:時鐘輸入信號，0809的時鐘頻率范圍在10～1200kHz，典型值為640kHz。</p><p>　　REF(+)、REF(-):基準電壓。</p><p>　　Vcc:電源電壓，+5V。</p><p>　　GND:地線輸入端。</p&

96、gt;<p>　　2）A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計</p><p>　　利用ADC0808芯片，我們設(shè)計了一個簡單的A/D轉(zhuǎn)換電路，如下圖4-7所示。數(shù)碼管的輸入口接的是主芯片的P0口從P0.0到P0.6端,而DP口則是用P0口的P0.7口來控制的,數(shù)碼管的使用也是由P2口的P2.0到P2.3端來控制的。</p><p>　　圖4-7 A/D轉(zhuǎn)換電路圖</p><p

97、><b>　　電路說明：</b></p><p>　　1)ADC0808內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機直接相連。</p><p>　　2)初始化時，使ST和OE信號全為低電平。</p><p>　　3)送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上。</p><p>　　4)在ST端給出一個至少有100

98、ns寬的正脈沖信號。</p><p>　　5)是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號來判斷。</p><p>　　6)當EOC變?yōu)楦唠娖綍r，這時給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。</p><p>　　4.2.5 D/A轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　1）DAC0832芯片介紹</p><p>　　這里我們主要介紹一下

99、DAC0832芯片，如下圖4-8所示。DAC0832是雙列直插式8位D/A轉(zhuǎn)換器。能完成數(shù)字量輸入到模擬量(電流)輸出的轉(zhuǎn)換。其主要參數(shù)如下：分辨率為8位，轉(zhuǎn)換時間為1μs，滿量程誤差為±1LSB，參考電壓為(+10～-10)V，供電電源為(+5～+15)V，邏輯電平輸入與TTL兼容。在DAC0832中有兩級鎖存器，第一級鎖存器稱為輸入寄存器，它的允許鎖存信號為ILE，第二級鎖存器稱為DAC寄存器，它的鎖存信號也稱為通道控制信

100、號 /XFER。</p><p>　　圖4-8 DAC0832引腳圖</p><p><b>　　引腳說明如下：</b></p><p>　　DI0～DI7：8位數(shù)據(jù)輸入線。</p><p>　?。浩x信號輸入，低電平有效。</p><p>　　ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號，高電平有效。</

101、p><p>　?。狠斎爰拇嫫鲗戇x通輸入信號，低電平有效。</p><p>　　：DAC寄存器寫選通信號(輸入)，低電平有效。</p><p>　?。簲?shù)據(jù)傳送控制信號(輸入)，低電平有效。</p><p>　　Ioutl、Iout2：電流輸出，Ioutl+Iout2=常數(shù)。</p><p>　　Rf b：反饋電阻端。內(nèi)部接反

102、饋電阻，外部通過該引腳接運放輸出端。</p><p>　　VREF：基準電壓，其值為-l0V~+l0V。</p><p>　　AGND：模擬地，為模擬信號和基準電源的參考地。</p><p>　　DGND：:數(shù)字地，為工作電源地和數(shù)字邏輯地，兩種地線可在基準電源處進行單</p><p><b>　　點共地。</b><

103、;/p><p>　　Vcc：芯片工作電源，其值為+5V~+l5V。</p><p>　　2）根據(jù)DAC0832芯片，我們設(shè)計了一個簡單的D/A轉(zhuǎn)換電路，如下圖4-9所示。</p><p>　　DAC0832芯片的8位輸入口接的是主芯片的P1口從P1.0到P1.7口,而CS(低電平有效)、WR1和WR2(低電平有效)、GND、XFER(低電平有效)一系列低電平都接地,然后

104、VCC、VREF、ILE端都與高電平相連,最后,我們把IOUT1和IOUT2兩個輸出口接了一個電壓運放器。</p><p>　　圖4-9 D/A轉(zhuǎn)換電路圖</p><p><b>　　5電路仿真分析報告</b></p><p>　　5.1 8位發(fā)光二極管</p><p>　　5.1.2流水燈實驗</p>&

105、lt;p>　　有了對于8位發(fā)光二極管的原理的了解后，現(xiàn)在我們將二極管以流水燈形式顯示出來以下是二極管在Keil中的程序，如下圖5-1所示。</p><p>　　圖5-1 LED在Keil中的程序演示</p><p>　　當我們運行程序時仿真結(jié)果如下圖5-2所示。</p><p>　　圖5-2流水燈仿真結(jié)果演示圖</p><p>　　5.

106、1.2外部中斷實驗</p><p>　　外部中斷實驗在Keil中編譯的程序如圖5-3所示。</p><p>　　圖5-3外部中斷實驗在Keil中的程序演示</p><p>　　仿真結(jié)果如圖5-4所示，每按下K1，LED燈按D1-D8方向跳轉(zhuǎn)點亮，每按下K2，跳轉(zhuǎn)方向相反。</p><p>　　圖5-4外部中斷實驗仿真演示圖</p>

107、<p>　　5.2 4×4矩陣式鍵盤</p><p>　　我們在Keil中生成程序如下圖5-5所示。</p><p><b>　　、</b></p><p>　　圖5-5 4X4鍵盤在Keil中的程序演示</p><p>　　仿真結(jié)果：我們將他與Proteus聯(lián)調(diào)，當我們按下A鍵時，顯示效果如下圖

108、5-6所示。</p><p>　　圖5-6 4X4鍵盤仿真結(jié)果演示圖</p><p>　　5.3 A/D轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　下圖為A/D轉(zhuǎn)換電路在Keil中編譯的程序，如下圖5-7所示。</p><p>　　圖5-7 A/D在Keil中的程序演示</p><p>　　仿真結(jié)果如下圖5-8所示。</p&

109、gt;<p>　　圖5-8 A/D仿真結(jié)果演示圖</p><p>　　5.4 D/A轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　下圖為D/A轉(zhuǎn)換電路在Keil中編譯的程序，如下圖5-9所示。</p><p><b>　　、</b></p><p>　　圖5-9 D/A在Keil中的程序演示</p>&l

110、t;p>　　仿真結(jié)果如下圖5-10所示。</p><p>　　圖5-10 D/A仿真結(jié)果演示圖</p><p><b>　　6總結(jié)</b></p><p>　　剛拿到這個課題，雖然以前接觸過類似的實驗，但對于Proteus和Keil軟件的使用還不是太熟練，對于此虛擬系統(tǒng)電路的設(shè)計也不是很了解，對一些主要的電路設(shè)計也不是很了解。但能過自己

111、不斷的做一些小的實驗，以及xx老師不辭辛勞的為我們找了幾個小系統(tǒng)讓我們學著調(diào)試，我們慢慢的學著做，不懂的就問問同學和老師，我們最終對軟件的使用和對電路的仿真都有了比以前長遠的進步。</p><p>　　在電路設(shè)計中，我們遇到了好多的困難。以前以為畫電路圖是件很簡單的事，但經(jīng)過這次對課題的設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)原來有很多地方還是值得我們學習的，有很多地方我們還是有待于提高的。在鍵盤電路設(shè)計中，由于圖上的連線比較復雜,所以我們

112、要運用簡單連線法使圖表現(xiàn)的更加清晰。但是,參考圖上表示線上的圓圈和在線上標記字樣的形式卻不會。原來此元件就是在工具欄中Terminals Mode中的DEFAULT元件，知道了這點之后，在同學的幫助下，我又了解到了在線上標記字樣的方法，原來選中此線之后右擊然后找到Place wrie Label屬性，打開以后在里面輸入相應(yīng)的名字就行了。在設(shè)計總電路中，由于很多部件要與主芯片的接口相接，突然發(fā)現(xiàn)主芯片沒有那么多的接口。后來在xx老師的提點

113、下，原來遇到這個問題，可以很簡單的就解決的，就是在要與主芯片接口相接的部件上用上一種可以連線的工具就可以了。在這次電路設(shè)計中，我們確實遇到了不少的問題，不過在老師和同學的幫助下，以及自己的努力下，我們還是完成了電路的設(shè)計。</p><p>　　在做仿真結(jié)果前，我們還要做一步很重要的工作，就是PROTEUS和KEIL的聯(lián)調(diào)工作，但我們搞了很久還是不能實現(xiàn)聯(lián)調(diào)工作，在我們心急如焚的時候，老師和同學給于了我們有效的幫助